Tottering/leaner 생쥐 소뇌에서 조롱박세포의 가지돌기가시와 평형섬유염주사이의 신경연접 가소성

• 영문명: Plasticity of Synapses between Purkinje Cell Dendritic Spines and Parallel Fiber Varicosity in Tottering/Leaner Mice Cerebellum
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 유임주(Im Joo Rhyu) 박창현(Chang Hyun Park) 전용혁(Yong Hyuck Chun) 서영석(Young-Suk Suh)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제32권 제2호, 153~160쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 1999.04.30

국문 초록

Tottering 생쥐는 운동실조증, 소발작, 간헐성근경련과 유사한 운동장애등의 신경학적 증상을 보이는 변종생쥐이다. tottering (tg) 유전인자는 생쥐의 8번 염색체에 위치하는 것으로 알려져 있으며 보통염색체 열성으로 분류된다. 최근 tottering/leaner 생쥐의 전압의존성칼슘채널 α1A subunit 유전자 변이가 보고되었으며 사람의 보통염색체 우성 소뇌성운동실조증 (Autosomal dominant cerebellar ataxia: SCA6), 가족성반신불수성편두통 (Familial hemiplegic migraine) 및 제2 형간헐성운동실조증 (Episodic ataxia type-2) 등의 질환 모델로서 활용될 수 있게 되었다. 또한 이들 생쥐의 소뇌 분자층에서 과립세포 평행섬유와 조롱박세포 가지돌기가시 사이의 신경연접 가소성이 관찰되었다. 이에 본 연구는, tottering/leaner 생쥐에서 소뇌 분자층의 신경연접을 운동실조가 나타나는 시기에 따라 조롱박세포 가지돌기가 시극돌기와 과립세포 평형섬유팽대사이의 신경연접을 전자현미경을 이용하여 관찰하고, 전압의존성칼슘채널 α1A subunit 이상으로 유발된 세포내 전해질 변화가 조롱박세포의 형태에 미치는 영향을 이해하기 위해 성숙한 tottering/leaner 생쥐의 소뇌를 항 calbindin-28 kd 면역염색을 이용하여 관찰하였다. tottering/leaner 잡종생쥐의 조롱박세포에서 가지돌기가시는 정상대조군에 비하여 세포쪽부위에서 나오는 것이 많이 관찰 되었으며 축삭은 드물지 않게 축삭염주가 관찰되었다. 조롱박세포의 가지돌기가시와 과립세포의 평행섬유염주사이 신경연접에서 3개 이상의 신경연접은, tottering 생쥐에서는 30일군에서, tottering/leaner 잡종에서는 18일군에서, leaner 생쥐에서는 15일군에서 쉽게 관찰되었다. 이상에서 관찰된 형태학적 소견들은 이들 변종생쥐들의 운동실조증과 연관되어 있는 것으로 생각된다.

영문 초록

The tottering (tg/tg) is neurologic mutant mouse exhibiting three neurological disorders: ataxia, petit mal-like absence seizures and myoclonic intermittent movement disorder. The tottering mouse carries an autosomal recessive single gene mutation on chromosome 8. The leaner (tgla) and Nagoya rolling (tgrol) are another two alleles of the tottering (tg). The combination of two mutant (tottering and leaner) produces compound heterozygous, tottering/leaner (tg/tgla) mouse. The genetic etilogy of the tottering and leaner was identified to be a mutation in voltage-dependent calcium channel α1A subunit. It made us link these animal model to human neurologic disease such as autosomal dominant cerebellar ataxia (SCA6), familial hemiplegic migraine and episodic ataxia type-2. The different onset and severity of neurological symptom of these three mutants (tg/tg, tg/tgla, tgla/tgla) offer good scale to analysis of pathophysiolgy of the neurologic disorder. Altered synapase between parallel fiber varicosity and dendritic spines of Purkinje cell was observed in adult tottering and leaner mice. Through the electron microscopic observation and anticalbindin-28 kd immunohistochemistry, we anaylzed not only the relationship between neurologic symptoms and synaptic plasticity around the ataxic onset of tottering, leaner and tottering leaner double mutation but also Purkinje cell morphology affected by voltage-sensitive calcium channel α1A subunit mutation in totterring mouse. Purkinje cell dendritic spines from proximal dendrites and axonal swellings of Purkine cell were observed frequently in wild type mice. The first apperance point of altered synapse based on semi-quantitative analysis was postnatal 15 days in leaner, postnatal 18 days in totering/leaner double mutation, and 30 days in tottering. These data suggest that altered synapse is associated with ataxia in tottering and leaner mice. Further study is needed to determine whether altered synapse is primary cause of ataxia.

키워드

소뇌 신경연접가소성 조롱박세포 소뇌변종생쥐 칼슘채널 Cerebellum Neural plasticity Purkinje cell Cerebellum mutant Calcium channel